2016年北京高考物理试题及答案

12016年普通高等学校招生全国统一考试物理部分（北京卷）13．处于3n能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有（）A．1种B．2种C．3种D．4种14．下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中以光速c传播B．在空气中传播的声波是横波C．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播15．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为（）16．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为aE和bE。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（）A．:abEE=4:1，感应电流均沿逆时针方向B．:abEE=4:1，感应电流均沿顺时针方向C．:abEE=2:1，感应电流均沿逆时针方向D．:abEE=2:1，感应电流均沿顺时针方向17．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不．正确．．的是（）A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用218．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量19．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取．．．．的一组器材是（）A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．两个安培表和一个滑动变阻器20．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10m、2.5m的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是（）A．PM10表示直径小于或等于61.010m的悬浮颗粒物B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大21．（18分）（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_______（选填“敏感”或“不敏感”）。（2）利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。3①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_____。A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____。A．交流电源B．刻度尺C．天平（含砝码）③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为Ah、Bh、Ch。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量______pE，动能变化量______KE。④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____。A．利用公式vgt计算重物速度B．利用公式2vgh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘2_vh图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。422．（16分）如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。（1）求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。23．（18分）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为0U。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度0v和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知22.010UV，-2=4.010md，-31=9.110kgm，-19=1.610Ce，2=10m/sg。（3）极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”G的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。524．(20分)（1）动量定理可以表示为pFt，其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化量xp、yp；b．分析说明小球对木板的作用力的方向。（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图2所示。图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO夹角均为，出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。a．光束①和②强度相同；b．光束①比②的强度大。62016年普通高等学校招生全国统一考试参考答案13．C14．A15．A16．B17．C18．B19．D20．C21．（18分）（1）增强，敏感（2）①A②AB③Bmgh2122CAhhmT④C⑤该同学的判断依据不正确。在重物下落h过程中，若阻力f恒定，根据2102mghfhmv22()fvghm可知2vh图像就是过原点的一条直线。要想通过2vh图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g。22．（16分）（1）洛伦兹力提供向心力，有2vfqvBmR带电粒子做匀速圆周运动的半径mvRqB匀速圆周运动的周期22RmTvqB（2）粒子受电场力FqE，洛伦兹力fqvB。粒子做匀速直线运动，则qEqvB场强E的大小EvB23．（18分）（1）根据功和能的关系，有20012eUmv电子射入偏转电场的初速度002eUvm在偏转电场中，电子的运动时间002LmtLveU7偏转距离2201()24ULyatUd（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力2910NGmg电场力1510NeUFd由于FG，因此不需要考虑电子所受重力。（3）电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能pE与其电荷量q的比值，即pEq由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能GE与其质量m的比值，叫做“重力势”，即GGEm。电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定。24．（20分）（1）a．x方向：动量变化为sinsin0xpmvmvy方向：动量变化为cos(cos)2cosypmvmvmv方向沿y轴正方向b．根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y轴负方向。（2）a．仅考虑光的折射，设t时间内每束光穿过小球的粒子数为n，每个粒子动量的大小为p。这些粒子进入小球前的总动量为12cospnp8从小球出射时的总动量为22pnp1p、2p的方向均沿SO向右根据动量定理212(1cos)0Ftppnp可知，小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿SO向左。b．建立如答图所示的Oxy直角坐标系。x方向：根据（2）a同理可知，两光束对小球的作用力沿x轴负方向。y方向：设t时间内，光束①穿过小球的粒子数为1n，光束②穿过小球的粒子数为2n，12nn。这些粒子进入小球前的总动量为112()sinypnnp从小球出射时的总动量为20yp根据动量定理：2112()sinyyyFtppnnp可知，小球对这些粒子的作用力yF的方向沿y轴负方向，根据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿y轴正方向。所以两光束对小球的合力的方向指向左上方。答图yx